CN107242931A - 医用无源相变控温毯 - Google Patents

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韩春晖
孙立军
王欢
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Abstract

本发明公开了一种医用无源相变控温毯，包括相变材料层和隔热层；隔热层外设有隔层，相变材料层插在该隔层内；所述相变材料层包含多层相变材料，每层相变材料的相变温度不同，每层相变材料外部均包覆复合包装材料；多层相变材料中相变温度接近人体温度的作为最内层，相变温度与人体体温相差最大的作为最外层。本发明的无源医用相变控温毯装置以相变材料作为控温介质，通过相变材料在发生相变时吸收或释放相变潜热的原理来控制患者体温，无需使用电源，彻底杜绝漏电风险。

Description

医用无源相变控温毯
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种用于医疗护理、手术过程中及围术期患者体温保护的无源医用控温毯。
背景技术
控温毯在临床医学上用于对危重患者进行物理降温和升温保护，是保护患者最起码的生命体征的物理手段之一。
在一些手术中，患者由于外界物理设备或药液的使用以及生理参数的变化和心理紧张等因素，体温会明显下降。低体温可导致许多并发症的发生，如凝血机制障碍、伤口开裂或愈合时间延长、感染增加、药物代谢速度降低，还可引起严重心肺疾患，这些均会给患者术后康复带来不良影响，延长住院时间，增加患者经济负担，影响患者的生命健康。因此，维持术后患者体温是目前临床医学上迫切需要解决的问题。
在以往的手术期间，多采用电热毯、热水袋等对病人进行保温，这些措施因存在电热毯漏电、电路磁场干扰手术设备、热水袋烫伤等危险的可能性，使用效果不尽人意。
现今常用的医用升温毯一般为热垫式，通常使用低压直流电给热垫的电加热丝供电，外接控制器操控热垫工作状态，这种热垫式升温毯需要电源，同时由于手术室中设备较多，空间有限，带控制器的医用升温毯在使用过程中，其控制器放置位置、连接方式必然受到一定的限制，而且电源线的连接也显得尤其不方便；同时，由于热垫内有金属电热丝，容易对医疗仪器造成干扰，影响了这类医用升温毯的使用性能。
发明内容
本发明针对现有医用升温方法所存在的漏电、干扰医疗设备、连接方式复杂、空间占用大等缺陷，提供一种新型无源医用相变控温毯装置，该装置以相变材料作为控温介质，通过相变材料在发生相变时吸收或释放相变潜热的原理来控制患者体温，无需使用电源，彻底杜绝漏电风险。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种医用无源相变控温毯，包括相变材料层和隔热层；隔热层外设有隔层，相变材料层插在该隔层内；
所述相变材料层包含多层相变材料，每层相变材料的相变温度不同，每层相变材料外部均包覆复合包装材料；多层相变材料中相变温度接近人体温度的作为最内层，相变温度与人体体温相差最大的作为最外层。
接上述技术方案，所述复合包装材料为TPU贴布复合膜，每层相变材料均灌装到TPU贴布复合膜中并进行热封，每层相变材料均隔成多行多列。
接上述技术方案，隔热层包含隔热材料和医用防水包装材料，通过缝纫线将隔热材料封装在防水包装材料内部；隔层设在医用防水包装材料外。
接上述技术方案，所述隔层上设有拉链。
接上述技术方案，相变升温毯的温度控制在38～48℃内。
接上述技术方案，相变控温毯对应人体腰部的隔热层，包括外部包装材料和内部隔热材料，内部隔热材料为珍珠棉或EVA泡棉，外部包装材料为医用化纤防水布。
接上述技术方案，该控温毯的一端还设有颈部控温区，该颈部控温区也包括相变材料层和隔热层，隔热层包括外部包装材料和内部隔热材料，内部隔热材料为珍珠棉或EVA泡棉，外部包装材料为医用化纤防水布。
接上述技术方案，相变材料的原材料均为食品级无机盐原料。
本发明还提供了一种基于医用无源相变控温毯的控温方法，包括以下步骤：
将无机相变材料通过多列自动灌装机灌入复合膜中进行热封形成单层相变材料层，利用相同的方式形成多个单层相变材料层，每个单层相变材料层的相变材料的相变温度不同；
根据相变温度的不同将多个单层相变材料层顺序叠合在一起，并将四周热封连接形成多层复合相变材料层；
将多层复合相变材料层放入医用60℃恒温箱内蓄热3～5小时后，拿出后插入隔热层的隔层内，拉好隔层密封拉链，将测温探头布置在相变升温毯上靠近人体的相变材料层那一侧。
本发明产生的有益效果是：本发明的无源医用相变控温毯装置以相变材料作为控温介质，通过相变材料在发生相变时吸收或释放相变潜热的原理来控制患者体温，无需使用电源，彻底杜绝漏电风险；同时，由于相变材料内部无管路、电热丝等复杂结构，可以根据需要加工成各种符合人体工学的形状，直接作为床垫铺在病床或手术台上或者包裹在人体需要升温/降温的部位，使用极其方便。
进一步地，相变材料中不含有金属成分，不会对医疗设备造成干扰；相变材料的原材料均采用食品级无机盐原料，成本低廉且安全无毒无污染。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明中无源相变控温毯整体示意图；
图2为单层无源相变控温毯横截面图(11-相变材料，22-TPU贴布复合膜，33-隔热材料，44-医用防水布，55-隔层拉链)；
图3为单层无源相变控温毯相变材料层示意图；
图4为单层相变材料层横截面图(11-相变材料，22-TPU贴布复合膜)；
图5为两层复合相变材料层横截面图(11-较低温相变材料，66-较高温相变材料，22-TPU贴布复合膜)；
图6为本发明中单层相变材料层所用相变材料的相变温度曲线(aa-升温毯用相变材料；bb-降温毯用相变材料)；
图7为单层相变升温毯的保温曲线；
图8为单层与双层相变升温毯的保温曲线对比图(cc-单层相变材料；dd-双层相变材料)；
图9为三层相变升温毯的保温曲线图；
图10为单层相变降温毯的保温曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的医用无源相变控温毯包括相变材料层和隔热层；隔热层外设有隔层，相变材料层插在该隔层内；所述相变材料层包含多层相变材料，每层相变材料的相变温度不同，每层相变材料外部均包覆复合包装材料；多层相变材料中相变温度接近人体温度的作为最内层，相变温度与人体体温相差最大的作为最外层。
填充的相变材料可选择无机水合盐相变材料，不含金属，使用安全，成本低廉，根据临床需求，升温毯内部的相变材料相变温度为42～50℃，降温毯内部的相变材料相变温度为15～22℃，外部的复合包装材料为可热封塑料复合膜，优选为TPU高强度贴布复合膜，防水透气，耐穿刺、耐高低温、耐酸碱、耐水耐油、耐氧化，易于清洗、消毒，能显著降低泄露概率，有效保护患者身体。具体可通过多列包装机热封包装技术将相变材料封装在外部TPU贴布复合膜内。
同时考虑到人体所能接受的温度，本发明实施例中相变材料层既可包含单一相变温度的相变材料也可包含相变温度不同的多层复合相变材料，其中多层复合相变材料中相变温度接近人体温度的作为最内层，贴近人体，相变温度与人体体温相差最大的作为最外层，这样可以充分利用相变材料的相变潜热；所述隔热层包括内部填充的舒适隔热材料和外部的包装材料，其中，对于相变控温毯对应腰部局部的地方，其内部的隔热材料为珍珠棉、EVA泡棉等(多孔材料，导热系数小，能够延长控温时间)，外部的包装材料为医用化纤防水布。对于相变控温毯的其余部分，隔热层内部填充的隔热材料为海绵或棕垫，外部的包装材料为医用化纤防水布，内部的隔热材料是通过缝纫线封装在外部防水布内部的。外部防水包装上以拉链的形式设置了插放相变材料层的插兜，使用时只需将相变材料层取出，在恒温室做好预处理，然后插入隔热层插兜内即可。
本发明的无源相变控温毯以相变材料作为控温介质，以单一温度相变材料或多种温度相变材料复合的形式，相变潜热大，无需使用电源也不需要连接控制器，彻底杜绝漏电风险，解决控制器放置和连线问题，同时，升温毯控温时间长达4-12h；相变材料以食品级无机盐为主要原料，不包含金属成分，不会对医疗设备造成干扰，材料成本低廉且安全无毒无污染；控温毯结构简单，无以前控温毯所使用的管路、电热丝等复杂结构，可以根据使用需求加工成异形；同时，这种控温毯还可以拓展使用范围，调整内部相变材料的相变温度，作为夏季的降温垫或者冬季的加热垫使用。
如图1-4所示，本发明的一个实施例中，医用无源相变控温毯1由相变材料层和隔热层组成，其中相变材料层包含内部的相变材料11和外部的TPU贴布复合包装材料22，通过多列自动封装机将相变材料11灌装到TPU贴布复合膜22中进行热封即可；隔热层包含内部的隔热材料33和外部的医用防水包装材料44，通过缝纫线将隔热材料33封装在防水包装材料44内部。同时在隔热层的防水包装外做一个隔层，使用时，将相变材料层插入隔层内，通过隔层拉链55密封即可。
本发明的另一个实施例中，相变材料层包含两层复合相变材料，其中一层为较低温相变材料11，另一层为高温相变材料66。两层相变均插入隔层中。
本发明还对做好的控温毯进行了实验，并记录了相应的数据。
实验一
将自主研发的46℃无机相变材料通过多列自动灌装机灌入TPU贴布复合膜中进行热封形成相变升温毯的单层相变材料层，将单层相变材料层放入医用60℃恒温箱内蓄热3～5小时后，拿出来插入隔热层的隔层内，拉好隔层密封拉链，将测温探头布置在相变升温毯上靠近相变材料层那一侧，在20℃的环境温度下记录相变控温毯的温度变化。
测量结果显示，在20℃的环境温度下，相变升温毯控制温度为38～48℃的时间为6.5h，温度曲线如附图7所示。
实验二
将自主研发的46℃无机相变材料通过多列自动灌装机灌入TPU贴布复合膜中进行热封形成46℃单层相变材料层，同时将自主研发的49℃无机相变材料通过多列自动灌装机灌入TPU贴布复合膜中进行热封形成49℃单层相变材料层，将两个单层相变材料层四周热封连接形成两层复合相变材料层，将多层复合相变材料层放入医用60℃恒温箱内蓄热3～5小时后，拿出来插入隔热层的隔层内(其中46℃相变材料层置于上层靠近人体那一侧)，拉好隔层密封拉链，将测温探头布置在相变升温毯上靠近相变材料层那一侧，在20℃环境温度下记录相变控温毯的温度变化。
测量结果显示，在20℃环境温度下，同等重量的单层相变升温毯控制温度为48～38℃的时间为6.5小时，多层复合相变升温毯控制温度为48～38℃的时间为14小时，是单层相变升温毯的控温时间的2.15倍，具体温度曲线如附图8所示。
实验三
将自主研发的46℃无机相变材料通过多列自动灌装机灌入TPU贴布复合膜中进行热封形成46℃单层相变材料层，将自主研发的49℃无机相变材料通过多列自动灌装机灌入TPU贴布复合膜中进行热封形成49℃单层相变材料层，再将自主研发的54℃无机相变材料通过多列自动灌装机灌入TPU贴布复合膜中进行热封形成54℃单层相变材料层，将三个单层相变材料层四周热封连接形成三层复合相变材料层，将三层复合相变材料层放入医用60℃恒温箱内蓄热3～5小时后，拿出来插入隔热层的隔层内(其中46℃相变材料层置于上层靠近人体那一侧，49℃相变材料层置于中间层，54℃相变材料层置于底层远离人体那一侧)，拉好隔层密封拉链，将测温探头布置在相变升温毯上靠近相变材料层那一侧，在20℃环境温度下记录相变控温毯的温度变化。
测量结果显示，在20℃环境温度下，同等重量的三层相变升温毯控制温度为48～38℃的时间为19小时，是单层相变升温毯的控温时间的2.92倍，是双层相变升温毯的控温时间的1.36倍，具体温度曲线如附图9所示。
实验四
将自主研发的20℃无机相变材料bb通过多列自动灌装机灌入TPU贴布复合膜22中进行热封形成相变降温毯的相变材料层，将相变材料层放入医用10℃冷藏箱内蓄冷3～5小时后，拿出来插入隔热层的隔层内，拉好隔层密封拉链55，将测温探头布置在相变升温毯上靠近相变材料层那一侧，在20℃的环境温度下记录相变控温毯的温度变化。
测量结果显示，在20℃的环境温度下，相变降温毯控制温度为20～28℃的时间为4h，温度曲线如附图10。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种医用无源相变控温毯，其特征在于，包括相变材料层和隔热层；隔热层外设有隔层，相变材料层插在该隔层内；
所述相变材料层包含多层相变材料，每层相变材料的相变温度不同，每层相变材料外部均包覆复合包装材料；多层相变材料中相变温度接近人体温度的作为最内层，相变温度与人体体温相差最大的作为最外层。
2.根据权利要求1所述的医用无源相变控温毯，其特征在于，所述复合包装材料为TPU贴布复合膜，每层相变材料均灌装到TPU贴布复合膜中并进行热封，每层相变材料均隔成多行多列。
3.根据权利要求1所述的医用无源相变控温毯，其特征在于，隔热层包含隔热材料和医用防水包装材料，通过缝纫线将隔热材料封装在防水包装材料内部；隔层设在医用防水包装材料外。
4.根据权利要求1所述的医用无源相变控温毯，其特征在于，所述隔层上设有拉链。
5.根据权利要求1所述的医用无源相变控温毯，其特征在于，相变升温毯的温度控制在38~48℃内。
6.根据权利要求1所述的医用无源相变控温毯，其特征在于，相变控温毯对应人体腰部的隔热层，包括外部包装材料和内部隔热材料，内部隔热材料为珍珠棉或EVA泡棉，外部包装材料为医用化纤防水布。
7.根据权利要求1所述的医用无源相变控温毯，其特征在于，该控温毯的一端还设有颈部控温区，该颈部控温区也包括相变材料层和隔热层，隔热层包括外部包装材料和内部隔热材料，内部隔热材料为珍珠棉或EVA泡棉，外部包装材料为医用化纤防水布。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的医用无源相变控温毯，其特征在于，相变材料的原材料均为食品级无机盐原料。
9.一种基于权利要求1的医用无源相变控温毯的控温方法，其特征在于，包括以下步骤：
将无机相变材料通过多列自动灌装机灌入复合膜中进行热封形成单层相变材料层，利用相同的方式形成多个单层相变材料层，每个单层相变材料层的相变材料的相变温度不同；
根据相变温度的不同将多个单层相变材料层顺序叠合在一起，并将四周热封连接形成多层复合相变材料层；
将多层复合相变材料层放入医用60℃恒温箱内蓄热3~5小时后，拿出后插入隔热层的隔层内，拉好隔层密封拉链，将测温探头布置在相变升温毯上靠近人体的相变材料层那一侧。
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